數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)要求,1、組合電路實(shí)驗(yàn) 2、時序電路實(shí)驗(yàn) 3、555應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 4、D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) 5、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一、組合電路實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求： 1、某設(shè)備有三個開關(guān)ABC要求必須按ABC的順序接通。否則發(fā)出報(bào)警信號。 2、寫出設(shè)計(jì)步驟并畫出所設(shè)計(jì)的電路圖。 3、安裝并調(diào)試電路的邏輯功能。 4、觀察電路中的競爭冒險現(xiàn)象并采取措施消除。 提示：設(shè)開關(guān)閉合為1，斷開為0。則順序?qū)ㄟ^程為：000 100 110 111 否則報(bào)警,組合電路設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)步驟： 1、將實(shí)際問題簡化成數(shù)字邏輯問題。設(shè)開關(guān)接通為“1”，斷開為“0”，則順序?qū)ㄟ^程為：000 100 110 111 否則報(bào)警。 2、寫出邏輯表達(dá)式，Y=000+100+110+111 3、邏輯化簡變成與非關(guān)系。 4、畫出邏輯表達(dá)式的電路圖。 5、安裝并調(diào)試電路的邏輯功能。表格自己設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)方法1,由74LS138和或非門實(shí)現(xiàn)Y=ABC+ABC+ABC+ABC Y=ABC+ABC+ABC+ABC 由74LS138實(shí)現(xiàn)三變量的邏輯與運(yùn)算，得到ABC ABC ABC 和ABC 由或非門實(shí)現(xiàn)邏輯或運(yùn)算，由于74LS138輸出負(fù)邏輯信號，可以用74LS20與非門實(shí)現(xiàn)。,74LS138,74LS20,Y=A*B*C*D,實(shí)現(xiàn)電路1,實(shí)現(xiàn)方法2,組合電路的邏輯化簡 Y=ABC+ABC+ABC+ABC Y=(A+A)BC+AB(C+C)=BC+AB 此公式形式最簡但，電路不是最簡 進(jìn)一步化簡： Y=BC*AB=(B+C)*AB=ABB*ABC 此表達(dá)式全部有與非門實(shí)現(xiàn)，達(dá)到電路最簡,實(shí)現(xiàn)電路2,實(shí)驗(yàn)測試,仿真測試 使用PROTEUS系統(tǒng)畫出電路圖，按要求順序接通開關(guān)，觀察并記錄顯示結(jié)果。 利用實(shí)際器件組裝電路，按要求順序接通開關(guān)，觀察并記錄顯示結(jié)果。,記錄表格,實(shí)驗(yàn)報(bào)告,1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?2 寫出化簡過程。 3 畫出設(shè)計(jì)電路。 4 列出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與設(shè)計(jì)要求比較。 5 實(shí)驗(yàn)總結(jié)。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求：參考P225設(shè)計(jì)課題， 設(shè)計(jì) M=24的加計(jì)數(shù)器和減計(jì)數(shù)器。 1、加計(jì)數(shù)：000123 2、減計(jì)數(shù)：232200 3、畫出設(shè)計(jì)電路原理圖。 4、安裝并調(diào)試電路的邏輯功能。,實(shí)驗(yàn)二、時序電路,設(shè)計(jì)步驟,邏輯抽象 a 確定輸入輸出變量數(shù)和狀態(tài)數(shù)，b 確定邏輯狀態(tài)的含義并編號，c 按題意列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 狀態(tài)簡化 將等價狀態(tài)合并得到最簡狀態(tài)圖 選擇器件 選擇出器件類型和控制信號 畫出邏輯電路 測試電路功能,狀態(tài)流程,加計(jì)數(shù)狀態(tài)流程 00 01 0203040506070809101112131415161718192021222300 減計(jì)數(shù)狀態(tài)流程 23222120191817161514131211100908070605040302010023,器件選擇與電路設(shè)計(jì),選擇兩片74LS192分為高位和地位。 高位計(jì)數(shù)0 2 三個狀態(tài) 低位有09 采用置數(shù)法實(shí)現(xiàn)，選擇192的PL控制端 加計(jì)數(shù)到“23”經(jīng)7400譯碼產(chǎn)生置數(shù)信號PL，置數(shù)“00” 減計(jì)數(shù)到“00”由借位信號經(jīng)7432譯碼產(chǎn)生置數(shù)信號PL，置數(shù)“23”,74LS192引腳,74LS192狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,電路仿真,采用PROTEUS軟件 加載器件 連接電路 設(shè)置時鐘 運(yùn)行仿真 記錄顯示狀態(tài),0-23加計(jì)數(shù)電路,個位,十位,0-23減計(jì)數(shù)電路,個位,十位,電路連接實(shí)驗(yàn),按電路接線，檢查無誤接通電源（5V） 接入1Hz的時鐘脈沖，觀察并記錄顯示器的結(jié)果。 與設(shè)計(jì)要求比較。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告,1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2 寫出器件的主要性能和電路設(shè)計(jì)中使用的特性 3 畫出設(shè)計(jì)電路 4 列出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與設(shè)計(jì)要求比較 5 實(shí)驗(yàn)總結(jié),實(shí)驗(yàn)三、555應(yīng)用實(shí)驗(yàn),1、設(shè)計(jì)多諧振蕩器電路，要求輸出信號頻率1000Hz（參考P228 ） 2、設(shè)計(jì)一個單穩(wěn)態(tài)電路，輸出脈寬0.5S。 3、兩電路組合實(shí)現(xiàn)一個觸發(fā)報(bào)警電路，每觸發(fā)一次輸出1000Hz的脈沖持續(xù)0.5秒. 4、畫出電路原理圖，標(biāo)出引腳名和引腳號。 5、安裝電路，測量輸出信號的頻率和占空比（高電平占周期的比例）。,555的封裝,555內(nèi)部結(jié)構(gòu),多諧振蕩電路1,多諧電路計(jì)算方法,多諧振蕩電路2,單穩(wěn)態(tài)電路,單穩(wěn)態(tài)時序,1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；畫出設(shè)計(jì)電路，標(biāo)出選擇的器件參數(shù)。 2、畫的波形多諧振蕩電路電容電壓和輸出電壓的波形，注意相位關(guān)系，標(biāo)出幅度、脈沖寬度和周期。 3、討論如何才能使振蕩器的輸出信號占空比接近50。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)四、DA轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn),采用DAC0832設(shè)計(jì)一個鋸齒波電路，要求： 1、輸出信號幅度5V到5V 2、頻率50500Hz可調(diào)。 3、參考P271 設(shè)計(jì)電路畫出原理圖。 4、安裝調(diào)試要求上升臺階不低于16個。,DAC0832結(jié)構(gòu),DAC0832的傳輸特性,數(shù)控放大器,電路原理電路,實(shí)驗(yàn)報(bào)告,畫出設(shè)計(jì)的原理電路圖。 定量畫出輸出的電壓波形，寫出輸出電壓與輸入數(shù)值的表達(dá)式。 說明臺階的幅度與參考電壓的關(guān)系 說明臺階數(shù)量與計(jì)數(shù)器的關(guān)系。 說明如果想輸出三角波電路如何改進(jìn)。,實(shí)驗(yàn)五、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),題目設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)參考P225） 設(shè)計(jì)一個汽車尾燈控制電路，實(shí)現(xiàn)在正常行駛和停車時指示燈全滅，在左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎時以動態(tài)流水燈形式指示轉(zhuǎn)彎和轉(zhuǎn)彎的方向，在汽車剎車時使所以尾燈閃爍，提醒后邊的車輛防止追尾事故發(fā)生。,汽車尾燈控制電路,信號分析要求,輸入控制信號：左轉(zhuǎn)向信號 右轉(zhuǎn)向信號 電路指示燈分兩組：左燈3個 右燈3個 電路工作分四種狀態(tài)： 1 前進(jìn)（包括停車）： 左右燈全滅 2 左轉(zhuǎn)向：左燈左移 3 右轉(zhuǎn)向：右燈右移 4 剎 車：左右燈均閃爍,指示燈驅(qū)動表1,指示燈驅(qū)動表2,*與表1對比轉(zhuǎn)彎移位方式不同,實(shí)現(xiàn)方案1,用計(jì)數(shù)器和譯碼電路實(shí)現(xiàn),時鐘,左轉(zhuǎn)向,右轉(zhuǎn)向,移碼 電路,三態(tài) 計(jì)數(shù) 電路,譯 碼 電 路,譯 碼 電 路,指 示 燈,指 示 燈,實(shí)現(xiàn)方案2,用雙向移位寄存器實(shí)現(xiàn),時鐘,左轉(zhuǎn)向,右轉(zhuǎn)向,移碼 電路,向左 移位 電路,向右 移位 電路,驅(qū) 動 電 路,驅(qū) 動 電 路,指 示 燈,指 示 燈,方案和器件選擇,方案1的實(shí)現(xiàn)參考教材217頁 方案2用雙向移位寄存器77LS194和與非門實(shí)現(xiàn)。 指示燈驅(qū)動選擇驅(qū)動表1 指示燈采用LED發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)，工作電流較小，可以用數(shù)字電路的輸出直接驅(qū)動,74LS194引腳,74LS194真值表,電路原理1,1 采用兩片74LS194分別組成左燈控制電路和右燈控制電路。 2 指示燈用發(fā)光二極管組成，需要的驅(qū)動電流較小，省略驅(qū)動電路，由194直接驅(qū)動發(fā)光二極管。 3 前進(jìn)和停止?fàn)顟B(tài)的實(shí)現(xiàn)： 利用74LS194的MR控制端，當(dāng)MR有效時移位寄存器輸出為“0”,電路原理2,4 左轉(zhuǎn)彎右轉(zhuǎn)彎的實(shí)現(xiàn)： 利用194的S1 S2控制左移和右移的特性分別實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎控制。 a 左轉(zhuǎn)彎信號控制左移電路實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎。 b 右轉(zhuǎn)彎信號控制右移電路實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎。 5 三狀態(tài)流水效果的實(shí)現(xiàn)： 194是四位移位寄存器，左移電路采用Q1 Q2 Q3三個信號輸出，將Q1反相輸入到左移信號輸入端SL。在時鐘的作用下實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。,電路原理3,右移電路采用Q0 Q1 Q2三個信號輸出，將Q2反相輸入到右移信號輸入端SR。 指示燈的實(shí)際移位方向取決于燈的實(shí)際排列順序。 6 剎車閃爍的實(shí)現(xiàn) 當(dāng)剎車是左右六個燈全部閃爍，利用194的置數(shù)功能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)S0 S1都為高電平時，在時鐘的上升沿將ABCD 置入Q0 Q1 Q2 Q3,電路原理4,轉(zhuǎn)向控制信號在剎車時正好都為高電平，由于置數(shù)是在時鐘的上升沿完成，所以必須相鄰的兩個上升沿對應(yīng)的ABCD有不同的邏輯狀態(tài)。 實(shí)現(xiàn)方法1：將時鐘2分頻作為ABCD信號。用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)方法2：將時鐘信號倍頻作為194的實(shí)際時鐘，原時鐘信號作為ABCD輸入信號，用異或門實(shí)現(xiàn)。,電路圖1,電路圖2,電路圖3,電路3說明,利用一個移位寄存器和兩個與非門實(shí)現(xiàn) 1 左右電路由轉(zhuǎn)彎信號通過與非門選擇完成。 2 移位方向由轉(zhuǎn)彎信號控制，SL=/Q1 SR=/Q2 3 LED驅(qū)動輸出信號低電平有效。 4 剎車閃爍由移位寄存器置數(shù)實(shí)現(xiàn)，左右電路同時被選中。,電路圖4,電路4說明,1 原理與圖3相同，省略了左右選擇電路，使電路大大簡化。 2 由轉(zhuǎn)彎信號作為LED的驅(qū)動電源控制完成左右轉(zhuǎn)彎選擇。 3 電路的LED驅(qū)動輸出低電平有效。 4 當(dāng)轉(zhuǎn)彎信號都為低時指示燈全滅。,采用驅(qū)動表2的電路,實(shí)驗(yàn)報(bào)告,寫出設(shè)計(jì)要求和選擇的方案 畫出設(shè)計(jì)電路，標(biāo)出器件名稱、引腳名稱和編號。 描述電路原理。 自行設(shè)計(jì)表格記錄測試結(jié)果。 思考題：如果要使用12伏較大功率的指示燈，驅(qū)動電路應(yīng)如何考慮。,